DE2128784B2

DE2128784B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auf löten eines Stromanschlußelementes auf mit einer lotfähigen Metallschicht versehene Glasscheiben

Info

Publication number: DE2128784B2
Application number: DE19712128784
Authority: DE
Inventors: Hans Baum; Walter Lochmann; Paul 5123 Merkstein Rehaag; Joseph 5131 Hoengen Willems
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1973-10-04
Also published as: ES392376A1; DE2128784A1; FR2094356A5; BE768676A; DE2128784C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lötfähigen Metallschicht versehene Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird.

Das Problem, Stromanschlußelemente auf Glasscheiben aufzulöten, stellt sich insbesondere bei der Herstellung von elektrisch beheizbaren Glasscheiben, wie sie beispielsweise in großem Umfang als heizbare Rückwandscheiben in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die Stromanschlußelemente werden dabei meist unmittelbar auf die Sammelschienen aufgelötet.

Diese bestehen in der Regel aus einer mit der Glasoberfläche fest verbundenen Metallschicht.

Das bekannte Lötverfahren der obengenannten Gattung besteht darin, daß die verzinnten Stromanschlußelemente auf die Sammelschienen aufgesetzt und durch zwei Kontaktstifte festgehalten werden, die von oben gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden. Nach dem Aufsetzen der Kontaktstifte wird der Lötstrom eingeschaltet. Eine Zeitschaltuhr, die gleichzeitig mit dem Einschalten des Lötstromes in Gang gesetzt wird, sorgt dafür, daß die Stromzufuhr nach einer vorgegebenen Zeit automatisch ausgeschaltet wird. Die eingestellte Lötzeit muß ausreichen, um eine gute Verlötung zu gewährleisten. Sie

muß auf der anderen Seile eine Überhitzung der ! .ötstelle verhindern, weil dadurch die Lötstelle seihst sowie die Glasscheibe beschädigt werden können.

In der Praxis treten bei diesem bekannten Yeri:i!*- reri Schwierigkeiten dadurch auf. daß infolge VeV- : zunderung der Spitzen der Koniaktsül'te uml^csieb-jnenfalls der Lötfäden der Stromanschlußclemente wechselnde Übergangswiderstände auftreten können Dadurch kann die Höhe des Lötstrornes schwanken. Infolgedessen wird die Lötstelle unter Umständen m nicht genügend erwärmt, und es ist damit k,ine Sicherheit für eine einwandfreie Yerlütung »eichen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das genannte Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelen¹ ues auf eine mit i-, einer lötfähigen Metallschicht versehene Glasscheibe dahingehend weiterzuentwickein. daß unabhiinais von dem jeweiligen Cbergangswidersiand an d~en Spitzen der Kontaktstifte eine sichere und dauerhafte Verlötung erfolgt. _2n

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem ersten Verfahren dadurch gelöst, daß der Lötstmrnkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgans erforderliche Zeitintervall begonnen wird, sobald die Temperatur der Lötstelle eint; vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

In Weiterbildung der Erfindung läßt sich das Verfahren auch in der Weise verwirklichen, daß die Temperaturmessung durch Beobachtung des Schmelzvorganges des Lötzinns selbst erfolgt und daß als zeitlicher Bezugspunkt für den Beginn der Zeit messung der Augenblick des vollständigen Aufschmelzens des Lötzinns gewählt wird.

Dieser Zeitpunkt läßt sich auf einfache Weise gut feststellen, wenn das Lötzinn in Form eines im Vergleich zur endgültigen Lötzinnschicht dicken Materialstückes, etwa in Form eines Lötdrahtabschnittes, zwischen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht der Glasscheibe zwischengeschaltet wird, wobei der infolge des Andruckes der Koniaktstifte und des Aufschmelzens des Lötzinnstückes Zd beobachtende Zeitpunkt der Bewegung der Kontaktstifte als zeitlicher Bezugspunkt gewählt wird.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens läßt sich der Zeitpunkt des Aufschmelzens des Lötzinns auch in der Weise für die Einschaltung der Zeitmessung ausnutzen, daß zwischen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht das Ende eines Lötdrahtes zwischengeschaltet, und der Lötdraht von außen unter einer Vorspannung gehalten wird, und daß die durch das Schmelzen des Lötzinns und durch die Vorspannung des festgehaltenen Lötdrahtes sich ergebende Bewegung des Lötdrahtes als Schaltweg benutzt wird.

Gemäß einem anderen Verfahren kann das der Erfindung zugrunde liegende Problem auch in der Weise gelöst werden, daß der Lötstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeitintervall nur dann begonnen wird, wenn der Lötstrom eine vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird der im Lötstromkreis fließende Strom gemessen, und die Zeitmessung nur dann eingeschaltet, wenn der Lötstrom wenigstens SO ⁿ 0, und vorzugsweise 90° „, der eingestellten Nennstromstärke beträgt.

Schließlich läßt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch in der Weise lösen, daß der Lotstrom gemessen, und in Abhängigkeit von dem gemessener, Isiwert durch Regelung der der Primärspule des Löttransformators zugeführten Spannung au! den. eingestellten Sollwert eingeregelt wird.

Die Vorrichtungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren zeichnen sich gemeinsam dadurch aus. daß eine Signaleinrichtung vorgesehen ist. die in Tätigkeit tritt, wenn der vorgegebene Mindestlötstrom nicht Hießt. In diesem Fall kann der mit der Bedienung der Anlage beschäftigte Arbeiter durch erneutes Aufsetzen der Kontaktstifte oder durch andere Maßnahmen die Kontaktstöranc beseitigen.

Zur Sicherung eines guten Kontaktes beider Kontaktspitzen ist in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtungen zur Durchführung cL; Verfahren nach der Erfindung vorgesehen, daß die be.den Kontaktstifte derart nachgiebig gelagert sind, daß unabhängig von der jeweiligen Lage der Glasscheibe unter den Kontaktstiften beide Kontaktstifte etwa mit dem gleichen DrucK gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden.

Wenn nämlich die beiden Kontaktstifte starr miteinander geführt werden, bestimmt der die Kontaktfläche zuerst berührende Stift den Andruck des zweiten Stiftes, so daß bei diesem wegen des geringen Andruckes die Gefahr einer frühzeitigen Verzunderung und damit eines erhöhten Übergangswiderstandes besonders groß ist.

Die beiden Kontaktstifte können beispielsweise unabhängig voneinander nachgiebig gelagert sein. Ebenso ist es möglich, daß jeder Kontaktstift durch einen eigenen Andrückmechanismus, Ci\va einen Druckzylinder, gegen das Stromanschlußelement gepreßt wird. Mit dem gleichen Erfolg können die beiden Kontaktstifte auch starr miteinander verbunden sein und über eine mittig zu den Kontaktstiften angeordnete Gelenkverbindung an der den Anpreßdruck übertragenden Stange sitzen.

Die Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren nach der Erfindung werden im folgenden an Hand der Abbildungen näher beschrieben. Diese zeigen in

F i g. 1 eine Anordnung zur Durchführung des neuen Verfahrens mit unmittelbarer Strommessung,

F i g. 2 eine Anordnung zur Durchführung des neuen Verfahrens durch Bestimmung des Schmelzzeivpunktes des Lötzinns in schematischer Darstellung, und

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Lötanlage mit Leistungsregelung.

Das Stromanschlußelement 1 i->t ein flächig ausgebildeter Metal'körper mit einer Anschlußfahne 2, auf die ein Flachstecker aufgeschoben wird. Es wird auf die Sammelschienen 3 aufgelötet. Die Sammelschienen 3 erstrecken sich längs zweier gegenüDerliegender Ränder der Glasscheibe 4. Zwischen den Sammelschienen 3 sind schmale Heizleiter 5 angeordnet. Sammelschieneii 3 und Heizleiter 5 bestehen aus einer in die Glasoberfläche eingebrannten Silberschicht. Diese Silberschicht kann durch eine weitere darauf niedergeschlagene Metallschicht verstärkt sein.

Die eigentliche Lötvorrichtung weist zwei Kontaktstifte 6, 7 auf. Diese sind an voneinander unabhängigen Haltern 8, 9 gelagert. Die Halter 8, 9 sind im

dargestellten Fall zwei um die Drehachse 10 ver- schematisch dargestellten Anlage beschrieben. Die schwenkbare Hebel, die durch die Druckzylinder 11, Steuereinheit 30, die wiederum ein nicht dargestelltes 12 über die Kolbenstangen 13, 14 betätigt werden. Zeitschaltwerk enthält, versorgt die Primärspule des Durch Einleiten des Druckmediums durch die Lei- Löttransformators 31 mit Wechselstrom. Die Sekuntung 15 werden die Kontaktstifte auf das Strom- 5 därwicklung des Löttransformators ist mit den Konanschlußelement 1 aufgepreßt, während sie durch taktstiften 6, 7 verbunden. Die Kontaktstifte 6, 7 Einleiten des Druckmediums durch die Leitung 16 werden über nicht dargestellte Vorrichtungen auf wieder abgehoben werden und die Glasscheibe frei- das Stromanschlußelement 1 gepreßt, das mit der auf geben. der Glasscheibe 4 sitzenden Sammelschiene 3 ver-

Die Zuleitungen 20, 21 für den Lötstrom zu den io lötet werden soll.

Kontaktstiften sind mit der Sekundärwicklung 22 des Zwischen das Stromanschlußelement 1 und die

Transformators 23 verbunden. Durch den direkten Sammelschiene 3 sind zwei Lötdrahtstücke 32 einge-

Stromdurchgang wird das Stromanschlußelement 1 schaltet. Die Lötdrahtstücke weisen eine im Vergleich

unmittelbar auf die erforderliche Löttemperatur er- zu dem endgültig verlöteten Zustand wesentlich

hitzt. Nach dem Ausschalten des Lötstromes bleiben 15 größere Dicke auf. Infolgedessen führen die Kontakt-

die Kontaktstifte 6, 7 noch kurze Zeit in ihrer Posi- stifte 6, 7 und ihre Halterungen 8, 9 eine Bewegung

tion, bis das Lötzinn erstarrt ist und keine Gefahr in Richtung des Pfeiles / in dem Augenblick aus, in

für ein Verschieben des Stromanschlußelementes 1 dem das Lötzinn aufschmilzt. Diese Bewegung wird

mehr besteht. ausgenutzt, um das Zeitschaltwerk in der Steuer-

Die Primärspule 24 des Löttransformators 23 wird ao einheit 30 in Gang zu setzen. Zu diesem Zweck ist an

über die Steuereinheit 25 mit konstanter Wechsel- der Halterung 9 des Kontaktstiftes 8 der eine Teil 33

spannung versorgt. Die Steuereinheit 25 enthält u. a. eines elektrischen Kontaktes angeordnet. Der andere

ein Zeitschaltwerk, das die Stromzufuhr zu der Teil 34 ist an der Vorrichtung ortsfest angebracht.

Primärspule 24 nach einer eingestellten Zeit ab- Sobald die Lötdrahtstücke 32 aufgeschmolzen sind,

schaltet. »5 wird der Kontakt 33, 34 geschlossen und so das Zeit-

Das Zeitschaltwerk in der Steuereinheit 25 wird schaltwerk in Tätigkeit gesetzt.

aber erst in Tätigkeit gesetzt, wenn der in der Leitung F i g. 3 schließlich zeigt in schematischer Dar-

20, 21 fließende Strom einen eingestellten Mindest- stellung eine Lötanlage zur Durchführung eines

wert aufweist. Zu diesem Zweck weist die Anordnung weiteren Verfahrens nach der Erfindung. Gemäß

ein Strombegrenzungsrelais 26 auf. Wenn die in die 30 diesem Verfahren wird der in der Zuleitung 40 zu

Wicklung 27 dieses Relais induzierte Spannung, den Kontaktstiften 6, 7 fließende Strom automatisch

deren Höhe von der Höhe des in der Leitung 21 auf den erforderlichen Wert eingeregelt. Zu diesem

fließenden Stromes abhängt, den eingestellten Wert Zweck wird der Strom in der Zuleitung mit Hilfe des

erreicht, zieht das Relais 26 an und schließt dadurch Stromwandlers 41 gemessen. In der Steuereinheit 42

die Kontakte 28. Wenn die Kontakte 28 geschlossen 35 wird der Istwert des Stromes mit einem eingestellten

sind, wird das Zeitschaltwerk in Tätigkeit gesetzt. Sollwert verglichen. Über den Stellmotor 43 wird der

Das Strombegrenzungsrelais 26 wird zweck- Abgriff 44 an dem Potentiometer 45 verstellt, bis Istmäßigerweise so eingestellt, daß es bei einem Wert wert und Sollwert des Lötstromes übereinstimmen, von wenigstens 80 °/o und vorzugsweise etwa 90 °/o Sobald das der Fall ist, wird mit Zeitmessung für das des an sich notwendigen Lötstromes anzieht. Zieht 4° vorgesehene Lötintervall begonnen,
das Relais 26 nicht an, d. h. ist der erforderliche In der Abbildung sind die Kontaktstifte 6, 7 unab-Mindestlötstrom nicht vorhanden, dann wird ein hängig voneinander gelagert dargestellt. Es ist aber optisches oder akustisches Signal gegeben, das dem auch möglich, sie starr miteinander zu verbinden und mit der Anlage beschäftigten Arbeiter anzeigt, daß eine den Anpreßdruck übertragende Anordnung in der Übergangswiderstand an der Lötstelle für eine 45 der Mitte zwischen den beiden Kontaktstiften an der einwandfreie Verlötung zu hoch ist, so daß dieser starren Verbindung über ein Gelenk angreifen zu dann für sofortige Abhilfe sorgen kann. lassen. Dadurch können die beiden Kontaktstifte sich

Ein anderes, ebenfalls Gegenstand der Erfindung frei in ihrer Höhe einstellen, während der Anpreßbildendes Verfahren wird an Hand der in F i g. 2 druck beider Stifte im wesentlichen der gleiche bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lötfähigen Metallschicht versehenen Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeitintervall begonnen wird, sobald die Temperatur der Lötstelle ein; vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung durch Beobachtung des Schmelzvorganges des Lötzinns selbst erfolgt, und daß als zeitlicher Bezugspunkt für den Becinn der Zeitmessung der Augenblick des vollständigen Aufschmelzen des Lötzinns gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch ge kennzeichnet, aa"< das Lötzinn in Form eines im Vergleich zur endgültigen Lötzinnschicht dicken Materialstückes zwischen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht der Glasscheibe zwischengeschaltet wird, uiid daß der infolge des Andruckes der Kontaktstifte und des Aufschmelzens des Lötzinnstückes zu beobachtende Zeitpunkt der Bewegung der Kontaktstifte als zeitlicher Bezugspunkt gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht das Ende eines Lötdrahtes zwischengeschaltet und der Lötdraht von außen unter einer Vorspannung gehalten wird, und daß die durch das Aufschmelzen des Lötzinns und durch die Vorspannung des festgehaltenen Lötdrahtes sich ergebende Bewegung des Lötdrahtes als Schaltweg für den Einschaltvorgang der Messung des Zeitintervalls verwendet wird.

5. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lölfähigen Metallschicht versehene Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeitintervall nur dann begonnen wird, wenn der Lötstrom eine vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Lötstromkreis fließende Strom gemessen und die Zeitmessung nur dann eingeschaltet wird, wenn der Lötstrom wenigstens 80 °/o, und vorzugsweise 90 °/o, der eingestellten Nennstromstärke beträgt.

7. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußclementes auf eine mit einer lüi-

fähigen Metalischicht versehene Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintenalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dor Lötstrom gemessen und in Abhängigkeit von dem gemessenen Istwert durch Regelung der der Primärspule des Löttransformators zugeführten Spannung auf den eingestellten Sollwert eingeregelt wird.

*S. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 mit zwei Kontaktstiften, die gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte derart nachgiebig gelagert sind, daß unabhängig von der jeweiligen Lage der Glasscheibe unter den Kontaktstiften beide Kontaktstifte etwa mit dem gleichen Druck gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstift«. (6, 7) unabhängig voneinander nachgiebig gelagert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontaktstifte (6, 7) durch einen eigenen Andrückmechanismus, etwa einen Druckzylinder (11, 12), gegen das Stromanschlußelement (1) gepreßt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte starr miteinander verbunden und über eine mittig zu den Kontaktstiften angeordnete Gelenkverbindung an der den Anpreßdruck übertragenden Stange sitzen.